JPH0117011Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、冷暖房機として好適な溶液循環ポ
ンプを有する吸収冷凍機に関する。

〔従来の技術〕

近年、ビル等の冷暖房機として水−臭化リチウ
ム系の吸収冷凍機が広く用いられつつある。これ
は駆動エネルギー源がガス・灯油等であるため、
電力使用量が極めて少なく、夏期の電力不足の解
消になると共に、圧縮機を保有しないため運転音
が極めて静かであるなどの理由からである。また
最近では再生器で溶液から分離された熱い蒸気で
再生器に入つてくる溶液を加熱して熱の有効利用
を図る２重効用化が進み、冷房時の効率が単効用
型に比べて50％以上も増加し、今後更に普及する
ことが予想される。

ところで、この種の従来装置は、第１図に示す
如く、リチウムブロマイド水溶液の稀溶液を加熱
することによつて中間濃溶液と高温蒸気とに分離
する第１再生器１と、この高温蒸気で中間濃溶液
を加熱し、濃溶液と中温蒸気に分離する第２再生
器２と、中温蒸気を凝縮し、この凝縮熱で空気を
加熱する凝縮器３と、前記第２再生器及び凝縮器
からの冷媒と水とで熱交換し、水を冷却すると共
に低圧の蒸気を得る蒸発器４と、この蒸気を第２
再生器２からの濃溶液に吸収させて低圧の稀溶液
を得る吸収器５と、この稀溶液を昇圧して第１再
生器１に送るポンプ６とから構成されている。

上述の構成において、第１再生器１に入つた稀
溶液はバーナ７によつて加熱され、中間濃溶液と
高温蒸気とに分離される。このうち中間濃溶液は
熱交換器を介して第２再生器２に送られ、一方高
温蒸気も第２再生器に直接送られ、そこで中間濃
溶液は再び高温蒸気によつて加熱され、更に濃溶
液となり、中温蒸気が分離される。この中温蒸気
は凝縮器３によつて液冷媒に凝縮され、この際の
熱は冷却水によつて除去される。前記第２再生器
２及び凝縮器３で得られた液冷媒は冷媒槽８に一
旦貯えられ、そこから減圧弁９を介して低圧とな
つた冷媒を蒸発器４に送る。この蒸発器４では低
圧冷媒が水との熱交換による低圧蒸気となり、一
方水は熱を奪われて冷却され、冷房に供される。
前記蒸発器４を出た低圧蒸発は吸収器５に入り、
そこで第２再生器２で分離された濃溶液を溶液減
圧弁１０にて低圧にし、これを吸収器５に送つて
低圧蒸発を吸収せしめて、低圧の稀溶液にする。
この時の熱は冷却水によつて除去される。溶液循
環ポンプ８によつて低圧稀溶液を昇圧し、第１及
び第２熱交換器１１，１２を通して第１再生器１
に送られる。前記第１及び第２熱交換器１１，１
２では第２再生器２からの濃溶液及び第１再生器
１からの中間濃溶液と熱交換が行なわれ、稀溶液
を予備加熱する。

なお、上記吸収冷凍システムは高圧側と低圧側
とに分けられており、この圧力差は約１Kg／cm²で
ある。

この様に、２重効用吸収冷凍機では、第１再生
器で分離された高温蒸気を利用して第２再生器で
第１再生器で得られた中間濃溶液を更に加熱し、
濃溶液を得るもので、熱の有効利用が図れ、経済
的に有利な運転ができる。

つぎに従来装置の運転開始直後の非定常状態を
説明する。

バーナ７を点火し、同時に溶液循環ポンプ６を
運転すると、吸収器５の下部に溜つている溶液は
すべて第１再生器１に移送される。そして溶液は
第１再生器から第１熱交換器１１、第２再生器２
を通つて第２熱交換器１２に流れる。しかし運転
初期の段階では高低圧力差が殆んどないため、溶
液は溶液減圧弁１０を極く少量しか通過できず、
高圧側に大部分が滞溜して低圧側では液枯れ現象
が起る。

〔考案が解決しようとする課題〕

さて吸収冷凍機では完全無漏洩達成のために溶
液循環ポンプとしてキヤンドポンプが採用されて
いるがそこに使用されているすべり軸受は溶液に
よつて潤滑される。したがつて液枯れによつて軸
受が異常摩耗することになる。一方第１再生器１
では一時的に溶液のない空状態となり、再生器が
異常高温となつて損傷する危険があつた。

この為、従来の冷凍機では、始めにバーナを点
火し、再生器又は高圧側圧力が一定値に達した
後、溶液循環ポンプを始動する運転方法が採られ
ている。従つて、この方法によれば、運転制御が
複雑化するためコスト高となるばかりでなく、信
頼性の低下を招くと共に、バーナ及びポンプを
ON−OFF制御するため冷凍機の立上りに要する
時間が長くなるなどの問題があつた。

また、再生器の液出口とポンプの入口側とを電
磁弁を有する導管で接続し、この電磁弁を再生器
での加熱状態が定常運転の条件に達するまでの間
開放し、定常運転時には閉止するようにしたもの
もあるが（例えば実開昭58−35774号公報参照）、
これとて再生器の温度や圧力を検出するセンサ、
及び弁の開度演算器や制御器等の装置が必要であ
り、構造が複雑化してコスト高となるばかりでな
く、メンテナンスにおいても労力を要するという
問題があつた。

この考案の目的は、簡易な機械的構造によつ
て、冷凍機の運転初期において溶液が高圧側に滞
溜し、溶液ポンプや再生器の液枯れによる異常運
転のない吸収冷凍機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本考案の吸収冷凍
機は、前記再生器からの濃溶液を低圧濃溶液にす
る減圧弁及び吸収器を短絡するバイパス管路を設
け、このバイパス管路中に前記減圧弁の流入側の
圧力とポンプ吸込側の圧力との差圧が、ばねの弾
性力によつて決定される設定値以下で開路し、そ
れ以上で閉路するバイパス弁を設けたことを特徴
とするものである。

〔作用〕

上記構成において、運転初期における高圧側か
らの濃溶液の流出量は少ないが、十分に圧力が高
くなつていないので、バイパス管路の弁が開放状
態にある。そのため濃溶液は抵抗の少ないバイパ
ス管路を流れ、ポンプにて昇圧されて再び高圧側
に戻される。従つて濃溶液の循環経路が短かく、
しかも循環が早く行なわれるから、再生器の空状
態及びポンプの空運転を簡易な機械的構造によつ
て回避できる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図面により説明す
る。なお、第１図に示す従来の２重効用型吸収冷
凍機と同一構造部分については同一符号を付して
その詳細な説明を省略する。

第２図において第１再生器１で分離された中間
濃溶液を第１熱交換器１１に送る導管１３と、吸
収器５から低圧稀溶液をポンプ６へ送る導管１４
とを結ぶバイパス管路２０を設け、この管路２０
の途中に前記両導管１３，１４との間の圧力差に
応答して開閉動作するバイパス弁２１が設けられ
ている。前記バイパス弁２１は両導管の圧力差が
設定値より小さいとき開放となり、逆に設定値よ
り大きいとき閉止となる。従つて運転開始直後、
まだ圧力差が十分なく設定値以下の場合、溶液は
抵抗の少ない流路、即ち第１再生器１→バイパス
管路２０→ポンプ６→熱交換器１２，１１→第１
再生器を通して流れる。それによつて溶液の循環
が早められるから、運転初期における一時的な溶
液の枯れを防止することができる。その後圧力差
が設定値以上になれば、バイパス弁は自動的に閉
止され、溶液は第２再生器２、溶液減圧弁１０、
吸収器５、を通る定常サイクル回路を流れる。

なお、前記バイパス弁が動作する圧力差とは再
生器の空状態及びポンプの無負荷運転状態が長時
間に旦つて続かない程度に溶液が定常サイクル回
路に流れる必要最小の溶液循環量が確保される値
である。

特に、上述の実施例ではバイパス弁が溶液をポ
ンプ吸込側に導く様に配置されているが、これに
限定されるものでなく、要するに再生器を出た溶
液ができるだけ早く再生器に戻る様に設けられて
いればよい。例えば再生器の溶液流出入口をバイ
パスする管路を数個に設け、この管路内に圧力応
答弁及びポンプを設けるとか、あるいは上記実施
例のバイパス管路に並列して第１及び第２熱交換
器をバイパスする管路を設け、この管路に前記バ
イパス管路中に設けられた圧力応答弁に連動する
弁を設けるなどの種々の変形が可能である。

次に本考案の実施例に使用されているバイパス
弁の具体例を説明する。

第３図に示した弁４０は内部に閉止球４１を有
するもので、この閉止球４１は弁座４２との間に
すき間ｌが設けられる様に、スプリング４３で付
勢されている。

上記構成において、溶液は入口４４より入り、
閉止球４１の周囲及びすき間を通つて出口４５に
流れるが、少流量ではすき間ｌを通過する抵抗に
比してスプリング４３の弾性力の方が優つている
ため、閉止球４１は図示の如く弁座４３と一定間
隔を保つた状態にある。しかし流量が増加してく
ると、すき間を通過する抵抗が増加するので、閉
止球は弁座方向に移動し、遂に弁座に密着する。
この様に上記弁は、運転初期の少流量において流
れを許し、定常運転の大流量において流れを阻止
する作用を行う。

このバイパス弁４０が閉となる条件は、 △P₁・Ａ≧F_S (1) である。なお、△P₁：バイパス弁前後の圧力差、 Ａ：管断面積、F_S圧縮ばね力 以下、本実施例の具体的な数値を示す。

F_S〕560gγ Ａ＝50mm² ｌ＝1.5mm（ｌ：すき間） のとき、△P₁＝0.6Kg／cm²で閉止し、その時の流
量は8l＝minであつた。この弁によれば、温度・
圧力を検出するセンターあるいは制御機器が全く
不要で、自動的に開閉動作することろに特徴があ
る。

第４図に示した弁５０はダイヤフラム５１の一
方の側に再生器からの圧力（高圧）P₁を、他の
側にポンプ吸入側の圧力（低圧）P₂を加え、こ
の圧力差と圧縮ばね５２の弾性力との大小により
作動させるものである。前記ダイヤフラム５１に
は差圧とダイヤフラムの有効面積との積に相当す
る力が作用し、それに取付けられた連結棒５３を
介して弁体５４を動かす。通常、圧力差がない状
態では圧縮ばね５２によつて弁体が図示の如く弁
座から一定間隔ｌ離れた位置にあるから、溶液は
入口５５より入り、連通口５６を通つて弁体と弁
座のすき間を経て出口５７へと流れる。

従つて圧力差が零若しくは小さいとき、すき間
は大きく、その差圧が大きくなるに従つてすき間
は小さくなる。

ここでダイヤフラム有効面積をＡとすれば、上
記弁体の閉止条件は前述の閉止条件式(1)と同じで
ある。

なお、本考案の実施例では水−臭化リチウム系
について説明したが、他の冷媒、吸収剤の組合せ
たものでも可能である。例えばアンモニア−水、
Ｒ・22−テトラエチレングリコールジメチルエー
テル、Ｒ・22.ジメチルホルムアシド等を用いる
ことができる。

〔考案の効果〕

以上のとおり、本考案によれば、複雑な機器及
び制御を用いることなく、スムーズな立上り運転
ができ、かつ、メンテナンスに優れ、機器の損傷
を未然に防ぐことができるなど経済的、工業的に
非常に優れた効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水−臭化リチウム系２重効用吸
収冷凍機のシステム図、第２図は本考案の実施例
のシステム図、第３図及び第４図はバイパス弁の
断面図を示す。 １……第１再生器、２……第２再生器、３……
凝縮器、４……蒸発器、５……吸収器、６……ポ
ンプ、９，１０……減圧弁、２０……バイパス管
路、２１……バイパス弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 稀溶液を加熱して濃溶液と高温蒸気とに分離す
   る再生器と、前記高温蒸気を凝縮させて液冷媒に
   する凝縮器と、前記液冷媒を減圧弁にて低圧冷媒
   にし、この低圧冷媒を低圧蒸気にする蒸発器と、
   前記再生器からの濃溶液を減圧弁にて低圧濃溶液
   にし、この低圧濃溶液に前記蒸発器からの低圧蒸
   気を吸収せしめて低圧稀溶液とする吸収器と、前
   記低圧稀溶液を昇圧して再生器の戻すポンプとか
   らなる吸収冷凍機において、 前記再生器からの濃溶液を低圧濃溶液にする減
   圧弁及び吸収器を短絡するバイパス管路を設け、
   このバイパス管路中に前記減圧弁の流入側の圧力
   とポンプ吸込側の圧力との差圧が、ばねの弾性力
   によつて決定される設定値以下で開路し、それ以
   上で閉路するバイパス弁を設けたことを特徴とす
   る吸収冷凍機。